在深入探讨Java的StampedLock之前，我们首先需要理解它为何被引入，以及它解决了哪些传统并发锁（如ReentrantLock和synchronized）所未能完全解决的问题。StampedLock是Java 8中引入的一个新的锁机制，旨在提供一种更灵活的读写锁实现，以优化读多写少的并发场景。

为什么需要StampedLock？

在并发编程中，ReentrantReadWriteLock是一个常用的读写锁实现，它允许多个读线程同时访问共享资源，但写线程访问时需要独占访问权。然而，ReentrantReadWriteLock在读锁和写锁之间切换时存在一些性能开销，特别是在读操作远多于写操作的场景下。此外，它还要求读锁和写锁之间保持严格的加锁顺序，这可能会限制程序的灵活性。

StampedLock正是为了应对这些挑战而设计的。它通过引入“stamp”（戳记）的概念来优化锁的管理。每个锁操作都会返回一个stamp，这个stamp在后续的锁操作中被用来检查锁的状态，从而减少了不必要的锁检查开销。

StampedLock的基本用法

StampedLock提供了三种基本的锁模式：写锁（exclusive locking）、读锁（read locking）以及乐观读（optimistic reading，无需显式加锁，但需要在操作后验证数据的一致性）。

写锁

写锁是排他的，一次只能有一个线程持有写锁。

StampedLock lock = new StampedLock();
long stamp = lock.writeLock();
try {
    // 执行写操作
    // ...
} finally {
    lock.unlock(stamp);
}

读锁

读锁允许多个线程同时持有，但写锁会阻塞所有尝试获取读锁或写锁的线程。

StampedLock lock = new StampedLock();
long stamp = lock.readLock();
try {
    // 执行读操作
    // ...
} finally {
    lock.unlock(stamp);
}

乐观读

乐观读是一种非阻塞的读操作，它不直接加锁，而是基于一个假设（即数据在读取过程中不会改变）来执行操作。如果数据在读取过程中被修改，则通过验证stamp的合法性来发现这一点。

StampedLock lock = new StampedLock();
long stamp = lock.tryOptimisticRead();
try {
    // 尝试执行乐观读操作
    // ...
    // 检查在读取过程中是否有写操作发生
    if (!lock.validate(stamp)) {
        // 如果有写操作发生，则可能需要重新读取或使用其他锁机制
        stamp = lock.readLock();
        try {
            // 重新执行读操作
            // ...
        } finally {
            lock.unlock(stamp);
        }
    }
} finally {
    // 注意：对于tryOptimisticRead()，通常不需要显式unlock，
    // 因为如果没有实际的读锁获取，stamp就没有被实际锁定。
}

注意事项

• 中断不敏感：StampedLock的锁操作不支持中断，这意味着如果线程在等待锁时被中断，它将不会抛出InterruptedException，而是继续等待或立即返回（对于乐观读）。
• 可重入性：StampedLock的写锁是可重入的，但读锁不可重入。这意味着如果持有读锁的线程再次尝试获取读锁，将会导致死锁。
• 性能优化：虽然StampedLock在特定场景下（如读多写少的并发环境）能提供比ReentrantReadWriteLock更好的性能，但它也增加了编程的复杂度。因此，在选择使用StampedLock时，需要仔细权衡其带来的性能提升与复杂性增加。

综上所述，StampedLock是Java并发工具包中一个强大的新成员，它通过提供灵活的读写锁策略和优化手段，帮助开发者在并发编程中更好地管理资源访问，特别是在读操作远多于写操作的场景中。然而，使用它也需要谨慎，以避免因复杂性增加而引入新的问题。在码小课网站上，你可以找到更多关于StampedLock及其应用的深入讨论和示例代码，帮助你更好地理解和运用这一强大的并发工具。